SARS-CoV-2 birusaren gene-erretratua

Koldo Garcia

2020. urtea bukatzear da eta, inolako zalantza-izpirik gabe, urte honetako zientzia-berria izan da SARS-CoV-2 birusak eragin duen pandemia. COVID-19 gaixotasuna sortzen duen birus horrek hankaz gora jarri ditu mundua eta gure bizitzak. Zientzia Kaieran hainbat ertzetatik aztertu da pandemia. Urteari bukaera emateko, bildu egingo dugu artikulu honetan genetikak koronabirusa eta pandemia ikertzen nola lagundu duen.

Sekuentzia

Urteetan zehar garatu diren teknologiei eta lanabesei esker ohiko prozedura bilakatu da sekuentziak eskuratzea. Hori dela eta, SARS-CoV-2 birusaren sekuentzia arin lortu zen eta urtarrilaren 11n Fudan Unibertsitateko –Shanghai, Txina– Yong-Zhen Zhang-ek eta bere kideek, ez-ohiko koronabirus baten sekuentzia lortu ostean, datu-base publiko batean jarri zuten eskuragarri. Hala, koronabirus hori SARS gaixotasuna sortzen duen koronabirusaren ahaidea zela ikusi zuten, baina ezberdintasun nahikoak zituela koronabirus berritzat hartzeko.

Ordutik SARS-CoV-2 birusaren milaka sekuentzia eskuratu dira, munduko herrialde askotako pazienteetatik isolatutako birusen sekuentziak, hain zuzen ere. Gainera, gene-informazio hori guztia publikoa da eta eskuragarri dago mundu osoko ikertzaileentzat eta jakin-mina duen ororentzat. Adibidez, Islandian gizakien genomak sekuentziatzeko duten gaitasuna egokitu da birusa sekuentziatzeko. Bertan, deCODE enpresak islandiarren genoma sekuentziatzeko zerbitzua du, Islandian oso ezaguna den zerbitzua, hain zuen ere. Genomak sekuentziatzeko gaitasun hori Islandiako gobernuaren esanetara jarri zuen positibo bakoitzaren koronabirusa sekuentziatu ahal izateko. Gene-sekuentziazioan egindako aurrerapenak eta lortutako eskarmentua lanabes oso erabilgarriak izan dira birusaren sekuentziak arin lortzeko.

Birusaren sekuentzia arin lortu izanak eta birusaren milaka kopiaren sekuentzia eskuragarri edukitzeak haren azterketa eta ikerketa erraztu ditu. Horrela, arin eta sakon aztertu dira birusaren genomaren egitura eta bertan dauden geneak eta, ondorioz, aztertu dira birusaren biologia ulertzeko gakoak diren hainbat ezaugarri. Adibidez, aztertu dira spike proteina –birusak ostalariaren zeluletan sartzeko erabiltzen duen proteina– sortzen duen S genearen berezitasunak; erkatu dira SARS-CoV-2 birusak dituen gene-ezaugarriak beste koronabirusekin; eta ondorioztatu da sekuentzian ez dagoela gene-manipulazioaren zantzurik.

Mutazioak

SARS-CoV-2 birusaren sekuentzia ugari eskuragarri izateari esker egin daitezkeen azterketen artean arreta berezia merezi dute birusaren mutazioek. Mutazioak dira DNA edo RNA sekuentzia batean gertatzen diren aldaketak, hau da, gene-aldaera berriak sortzen dituzten gertaerak. Mutazio gehienek ez dute geneen funtzioan eraginik edo genearen funtzioa kaltetuko dute; lehenengoak zoriaren arabera hedatuko dira, besteek ez dute aurrera egingo birusaren funtzioa kaltetuta egongo delako. Badira, ordea, geneen funtzioa hobe dezaketen mutazioak, hots, birus eraginkorrago bat sor dezaketen mutazioak. Horiek dira, hain zuzen ere, adi jarraitu beharreko mutazioak. Hala ere, birusaren mutazioak detektatzea askoz errazagoa da mutazio horien ondorioak aztertzea baino. Hala, birusak dituen 30.000 gene-unitateetan 12.000 mutaziotik gora detektatu dira. Baina mutazio horien esanahia ezezaguna da, eta esan bezala, mutazio gehienen inpaktua mugatua da. Izan ere, koronabirusek, beste birus mota batzuekin erkatuta, mutazio gutxiago dituzte: gripearen birusak dituen mutazioen erdia; eta GIB birusak dituen laurdena. Hortaz, koronabirusek, SARS-CoV-2 birusa barne, eboluzio geldoa dute eta horrek zaildu egiten du mutazio asko izatea.

SARS-CoV-2 birusak izan dituen mutazioen artean eztabaida zientifikoa piztu du D614G mutazioa delakoak. Erreferentzia moduan erabiltzen den birusaren genoman, Spike proteinaren 614. posizioan kokatzen da azido aspartiko aminoazidoa –D letrarekin adierazten den aminoazidoa, hain zuzen ere–; eta mutazio batek posizio horretan glizina aminoazidoa –G letrarekin adierazten dena– egotea eragin du. Pandemiaren hastapenetan zirkulazioan zeuden birus gehienek D aldaera zuten, baina pandemiak aurrera egin duen heinean G aldaera dutenak nagusitu dira. Hori dela eta, ikertzaile batzuen ustez aldaketa horrek handitu egin du birusaren arrakasta. G aldaerak pertsona batek duen birus-kantitatea handi dezake eta, ondorioz, birusaren transmisioa areagotu. Baina beste ikertzaile batzuek ez dute hain argi hori horrela ote den. Ia 47.000 birusen genomak eta dituzten gene-aldaerak aztertu ostean ondorioztatu dute SARS-CoV-2 birusaren mutazioek – D614G mutazioa barne– ez dutela eraginik birusaren transmisio-gaitasunean. Hala, birusaren mutazioen auzia ikertzen jarraituko da, mutazioen eragina guztiz zehaztu arte.

Ostalaria

SARS-CoV-2 birusaren ezaugarriez eta mutazioez gain bada COVID-19aren hedapena baldintzatzen duen faktore garrantzitsu bat: ostalaria.

Alde batetik, birusaren ezaugarriek eta ostalariaren ezaugarriek zehazten dute zeintzuk bizidun diren aproposenak birusak kutsa ditzan. Batez ere, birusaren S genearen sekuentziak eta ostalariaren ACE2 genearen sekuentziak ezartzen dute hori. Gene horiek sortzen dituzten proteinen arteko elkarrekintzek zehazten dute birusak ostalarien zeluletara sartzeko duen eraginkortasuna. Ondorioz, elkarrekintza horiek zehaztuko dituzte birusa zein bizidunetan aurki daitekeen, bizidunen arteko jauziak eta zirkulazioan dauden birus-kopurua. Hori dela eta, adibidez, bisoiak hainbat herrialdetan sakrifikatu dira, birusaren transmisioa eta hedapena eteteko.

Beste alde batetik, ostalariaren ezaugarriek ere eragiten dute birusaren transmisioa eta gaixotasunaren garapena. Transmisioan faktore sozioekonomikoek eragin handia duten bitartean, gaixotasunaren garapenean eragina gene-faktoreek dutela dirudi. Hainbat ikerketa abiatu dira argitzeko ea ostalariaren gene-oinarriek eraginik ote duten COVID-19aren sintomen garapenarekin. Sintomarik larrienen kasuan badirudi hainbat gene-eskualdek arriskua handitu dezaketela; esate baterako 3. kromosomako gene-eskualde batek edo AB0 odol sistema zehazten duen gene-eskualdeak. Populazio ezberdinetako kasu gehiago aztertzen diren heinean, zehazten joango dira COVID-19aren sintometan eragina duten gene-aldaerak. Hau posible da eskarmentu handia dagoelako gene-sekuentziazio teknikak erabiltzen eta gaixotasunak eta gene-aldaerak lotzen.

Ikusi dugun bezala, genetika lagungarria izan da SARS-CoV-2ari buruzko hainbat zehaztasun ezagutzeko, oraindik ikertzeko asko badago ere. Birusaren aurkako balizko txertoa ere garatzen lagundu du genetikak, baina denok immunitatea lortu arte ez gaitezen ahaztu eskuak garbitzeaz, maskara erabiltzeaz, distantzia mantentzeaz eta aireztapena ziurtatzeaz. Gabon hauetan zaindu gaitezen, denok datorren urtean zientziaz eta genetikaz gozatzen jarraitu ahal izateko.

Oharra: Testu hau Erresuma Batuan agertu den SARS-CoV-2 birusaren andui berria baino lehenago idatzi zen. Edonola ere, birusaren mutazioei buruz idatzitakoa baliagarria da birusaren aldaera horrentzat ere.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Andersen, K.G., Rambaut, A., Lipkin, W.I. et al. (2020). The proximal origin of SARS-CoV-2. Nature Medicine, 26, 450–452. DOI: https://doi.org/10.1038/s41591-020-0820-9
• Callaway, E. (2020). The coronavirus is mutating — does it matter? Nature, 585, 174-177. DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-020-02544-6
• Editoriala (2020). Progress report on the coronavirus pandemic. Nature, 584, 325. DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-020-02414-1
• Kaiser, J. (2020). Found: genes that sway the course of the coronavirus. Science. DOI: 10.1126/science.abf1952
• Korber, B. et al. (2020). Tracking Changes in SARS-CoV-2 Spike: Evidence that D614G Increases Infectivity of the COVID-19 Virus. Cell, 182(4), 812-827, E19. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.06.043
• Lesté-Lasserre, C. (2020). Mutant coronaviruses found in mink spark massive culls and doom a Danish group’s research. Science. DOI: 10.1126/science.abf6565
• Scudellari, M. (2020). How Iceland hammered COVID with science. Nature, 587: 536-539. DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-020-03284-3
• van Dorp, L., Richard, D., Tan, C.C.S. et al. (2020). No evidence for increased transmissibility from recurrent mutations in SARS-CoV-2. Nature Communications, 11: 5986. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-19818-2

Egileaz:

Koldo Garcia (@koldotxu) Biodonostia OIIko ikertzailea da. Biologian lizentziatua eta genetikan doktorea da eta Edonola gunean genetika eta genomika jorratzen ditu.